CES未來科技正發生

智慧穿戴+虛實融合

運動科技再造兆元產業

今年美國消費性電子展的主要焦點是以科技協助世界解決當前挑戰，工研院以主題館形式實體、虛擬同步參展，展出涵蓋運動科技，AI人工智慧、ICT資通訊、機器人等9項創新技術，為疫後智慧生活、韌性製造提供解方。

疫情催生　運動科技迅速崛起

過去3年，新冠疫情重創運動產業，不但大大小小的實體賽事延期或取消，運動場館開放也受到嚴格限制。幸好，物聯網、人工智慧等技術已漸趨成熟，隨著疫情改變人們運動習慣，連帶催生科技的創新研發，有訓練需求的民眾透過虛擬實境、感測紀錄與監控裝備，不用出門、也不用與人實際接觸，以線上與虛擬方式就能運動。

此外，臺灣擁有完善的運動產業供應鏈，不僅自行車、羽球產品、健身器材均名列全球市占率前三大，加上累積深厚的資通訊、數位內容發展基礎，皆有利發展運動科技。緊扣CES 2023創新聚焦Web 3.0議題，工研院今年首度規畫運動科技領域，展示「多觸感擬真體感衣（iMetaWeaR）」、「智感心運動眼鏡（iSportWeaR）」、「非皮膚接觸式肌電感測運動臂帶」、「運動生理感測與指導數位分身」等技術。

這4項技術都是結合AI、感測與元宇宙概念的運動科技，在CES展前記者會上，包括美聯社、權威健康科技媒體Health Tech Insider、日本讀賣新聞、法國XDC、瑞士Neue Zuercher Zeitung 、巴拿馬媒體Tecno Stevens以及 Podcaster MacVoices等都爭相體驗。事實上，從2020年到2021年上半年，美國人在家庭健身設備、線上運動課程訂閱服務上，花費超過34億美元，顯示不受空間、時間限制的運動科技正迅速崛起。

iMetaWeaR　元宇宙健身如身歷其境

可別以為在家線上健身只能做做體操、瑜珈，工研院研發的「iMetaWeaR」，即便是拳擊、西洋劍這類雙人競技的運動，也能讓玩家有「拳拳到肉」的實際感受。穿上iMetaWeaR，當系統偵測到他方玩家揮拳，就會在此方被虛擬觸碰到的位置啟動電流刺激，工研院服務系統科技中心組長林宏墩直言：「好像真的被對手打了一拳！」

這項技術的關鍵，正是工研院開發的智慧紡織原料「柔性導電電漿材料」，能將導電紗線直接織入布料，帶來相應的觸覺回饋，還可重複水洗。光是上半身就有多達10處不同觸覺刺激，並以4組電極設計支持24種不同力道、速度組合的刺激模式，無論對手使出拳擊、腳踢，還是啟動防禦動作，都能帶來趨近真實的觸覺感受，有效提升在虛擬世界中運動的沈浸式體驗。

iSportWeaR　健康管理師「戴」著走

另一項運動科技產品則是「智感心運動眼鏡」，外觀看起來與滑雪場上、馬拉松賽事中的運動者所配戴的太陽眼鏡沒有顯著差異，不過，秘密藏在與側臉、耳朵接觸的鏡腳中。原來，鏡腳上的低功耗雷達傳感技術，可以偵測各種生理數據。

「有別於一般智慧手錶只能偵測心跳，我們把微型雷達整合到眼鏡之中，可以透過鏡腳偵測到呼吸與心跳，並連結到手機進行資訊的蒐集與管理。」林宏墩表示，智感心運動眼鏡的最大競爭力，就是可蒐集的生理資訊比一般智慧手錶多。

透過呼吸、心跳、體態以及運動量的監測，找到最適合自己的運動速率，如果生理狀態出現異常，也會及時提醒，避免熱衰竭等運動傷害。更重要的是，低功耗雷達技術非常省電，運動健康分析與管理可達到連續24小時的超長偵測時間，且可近距離感測、不受干擾。

「多觸感擬真體感衣」與「智感心運動眼鏡」這兩項技術，目前均有感測業者、內容產製業者以及運動設備廠進行合作洽談，後續可期。不過，工研院進軍運動科技產業，可不僅止於研發、技轉，而是擔負起整合者角色，替臺灣業者創造在國際發光的能量。

肌電感測運動臂帶　精準量測非接觸嘛ㄟ通

「非皮膚接觸式肌電感測運動臂帶」是一項創新技術應用，即使隔著衣物，亦可精準量測運動時驅動肌肉的肌電訊號，掌握訓練關鍵生理資訊。

為什麼一定要隔著衣服使用感測臂帶呢？傳統的穿戴式感測裝置需要緊貼肌肉以便量測，但長時間的使用很容易出現問題，如皮膚過敏、壓迫等副作用影響運動表現。隨著汗水的增加，皮膚也變得潮濕和滑動，導致感測資料失準。傳統的穿戴式裝置也是硬性的，無法順應人體曲線的彎曲限制；通過軟性混合電子和耦合式感測技術，這些問題都可以迎刃而解。

目前這項技術已與國立臺灣體育運動大學合作，應用在棒球投手投投擲上肢運動科學化訓練中。將傳統訓練轉型為智慧化數字分析，加速運動訓練科學化的發展，使訓練更精確有效。一方面幫助選手在比賽中表現成績更出色，另一方面也積累了臺灣在運動科技領域的整體實力。

居家健身夯　數位分身教練隨時在側

在工研院CES主題館中有個體驗空間，只擺放一座飛輪訓練台與一台電視螢幕。騎士無須穿戴任何裝置，就能偵測生理數據，還能獲得專業指導。原來，這是一場在元宇宙中的單車訓練課程。

「這套系統不需要穿戴任何裝置，即可創造出舒服又便利的運動環境。」工研院智慧感測與系統科技中心經理黃豈苙說。「運動生理感測與指導數位分身」也是此次工研院展出的運動科技亮點，講求在家裡也能宛如教練在身邊提供專業訓練。

不必穿戴裝置卻能感測生理數據，如何辦到？透過工研院開發的熱影像非接觸呼吸量測技術，讓虛擬世界中的單車教練了解即時運動狀態。教練可透過蒐集來的實體數據進行分析判斷，給予最適合使用者的運動菜單，課程結束後還可以打分數、提供專業建議。

元宇宙強化運動趣味與黏度

工研院預估，全球運動科技產值將在2030年達到新臺幣13.4兆元，未來10年複合成長率為7.7%，行政院也將運動科技產業定調為2026年下一個兆元新產業，展望產業前景，新冠疫情固然催生了運動科技商機，但元宇宙概念卻更強化了運動的趣味與社群黏度。

從CES展中，具備元宇宙概念的運動科技甫現身立即擠滿體驗人潮，即可看見端倪。未來，不需要擠破頭抽籤也能參加熱門馬拉松賽事、不必飛到印度也能參加瑜伽靈修。只要進入元宇宙的世界，就能連結國際運動社群，隨時找到一起運動的好友，甚至給予專業意見的教練。

工研院產業科技國際策略發展所分析師詹睿然表示，以臺灣既有運動健身器材供應鏈加上資通訊產業優勢，無論在智慧場館、智慧運動／健身、智慧訓練／規畫與電子競技領域，「臺灣運動╳科技產業生態系」量能十分具有國際競爭力。建議既有業者可善用此量能，創造新定位。包括開發不同族群與場域需求，朝產品智慧化、連網化發展，在不同場域中深化專業知識；異業欲投入者，可進一步導入5G、AI、物聯網等技術，串接資料內容，發展新的商業模式。

從自動化到智能化

機器人、電動車再進化

不管是工廠內的機械手臂，或是可搬運負載的自主移動載具，機器人的高彈性，可適應各種製造環境，更因為疫情帶來的斷鏈、缺工和零接觸商機，以及整體社會的高齡化、少子化轉變，促使全球企業加快評估機器人導入。機器人的應用，將成為後疫時代生產效率增長的關鍵。

機器人結合邏輯判斷　化身智能平台

機器人從1.0的自動化，到2.0的數位化，再到3.0的協同化，進化到現今4.0的智能化，工研院產業科技國際策略發展所分析師周暐程表示，「機器人不僅是自動化設備，更是智能平台。」透過結合人或生物的邏輯判斷能力，像是感知、規劃、動作、協同等，讓機器人搖身一變，成為一種具有高度靈活性的智能化機器。

根據國際機器人聯盟（IFR）報告，2022年全球工業機器人新增57萬台，年增10.3%，產值達270億美元；專業型服務機器人在2021年銷售大增37%，來到12萬台，其中以物流應用為大宗。周暐程指出，機器人市場蓬勃發展，主要有三大驅動因素，包含實現零接觸作業模式；高危險、高負荷作業替代，以及彌補人力不足。

事實上，機器人取代傳統勞力工作已成趨勢。世界經濟論壇（WEF）的《未來就業報告》即指出，2020年全球機器工作量占整體33%，人力占比為67%；預估到2025年，機器工作量將達47%，而人力占比將減少至53%，未來機器人的裝置量及整合應用將會大幅增加，將迎向人機協同共工的合作模式。

自主移動載具Cubot ONE　

能過馬路還能搭電梯

在零接觸和缺工議題催化下，「自主移動機器人」（AMR）正快速崛起。國際研調機構統計，AMR全球市場規模，2021年約在21~24億美元左右，2030年可達到92~220億美元，年複合成長率達22~34%。

服務業運用機器人也越來越普及，不少餐廳已導入機器人送餐，對缺工的服務業助力不少。而工研院開發的「室內外自主移動載具Cubot ONE」，更是全臺首創可在室內、戶外自由移動，還能自己搭電梯到指定樓層，完成門到門（Door To Door）的配送服務。

Cubot ONE能和電梯「溝通」的秘密，在於整合C-V2X車聯網技術、3D定位與導航技術，以及5G連網技術，「V2X就是Vehicle-to-everything（車聯網），所以Cubot ONE能跟電梯溝通，也可以跟紅綠燈溝通，讓AMR過馬路的時候更加安全，」工研院南分院智慧製造服務系統組副組長李坤敏說。

有別於一般工業場域常用的AGV自動運送車以地面磁條導航，Cubot ONE考量室外環境和光線較難掌握，或受雨天干擾，改採光達及感測器，並善用5G低延遲及大頻寬特性，進行準確避障，可行駛於崎嶇路面，在複雜的十字路口通行無阻，甚至爬上15度的斜坡也不是問題。

李坤敏進一步說明，每輛Cubot ONE有4個櫃門，可同時載送24份餐點。當餐點到了客人家門或是公司門口之後，會以電話通知取餐，訂餐的客人只能開啟自己餐點的那道門，避免誤拿。

由於疫情加速線上購物的成長力道，使得最後一哩的運送與物流車輛需求增加，無人配送前景看好。若此趨勢維持不變，全球要運送的包裏數量，將從2022年的1,700億個，成長至2027年的2,800億個，也讓外送成為新的服務項目。在少子化、勞工短缺之際，Cubot ONE預估可節省70%外送員人力成本，也呼應零接觸的服務商機。

目前這項技術獲得7-ELEVEN青睞，將於高雄軟體園區3棟辦公大樓之間提供送餐服務，消費者只要一鍵下單，餐點即可抵達門口。Cubot ONE也串聯統一集團外送平台foodomo進行場域實證，未來也能搭配智慧後端管理平台，協同多機運作。

機器人史密斯　開啟人機協作時代

機器手臂來回研磨拋光，轉眼間一個光滑細亮的水龍頭就大功告成，宛如人工細細打磨的技法，來自工研院研發的「機器人史密斯」（RobotSmith）。即使邁入工業4.0，臺灣不少金屬加工業仍屬於傳統危險、骯髒、辛苦的「3K產業」，導致年輕人不願進入老舊工廠執行重複又辛勞的工作，造成嚴重缺工和經驗斷層等問題。

為了彌補生產力缺口，工研院研發出「機器人史密斯」，以AI軟體技術克服製程瓶頸，模仿人工手法，用EzSim應用軟體完成機器人模擬，計算最佳研磨路徑參數，再搭配感測器，調整研磨角度和力量。

「機器人史密斯」透過虛實整合於線上修正研磨拋光路徑，以即時力學訊號，補償機器人路徑，讓機器人得以用精細的力量控制，模仿工匠的手藝細微調整，讓表面處理如工藝般細緻，再現老師傅智慧。目前「機器人史密斯」已技轉給國內自動化廠商，應用於水五金、廚具、醫材人工關節等拋光研磨，橫跨9種產業，開啟人機協作新時代。

在CES現場，「機器人史密斯」吸引韓國電子技術研究中心、工業領域、時尚領域專家洽談，期望有進一步合作機會；來自時尚領域Echnofashion的Huseyin Ozturk更表示：「我覺得RobotSmith可以有很大的應用，例如用在珠寶業的戒指跟銀飾手工拋光。」

周暐程觀察，未來自動化技術升級，導入機器人的需求看漲，亞洲國家尤為明顯。以臺灣來說，為了滿足客製化、少量多樣的市場型態需求，在選用機器人導入產線應用時，會考量靈活性、應用性及占地面積等因素，也增添導入協作型機器人與自主移動機器人的機會與優勢。

機器人不僅可導入在成熟的工業應用，在非工業應用的新興領域也會是一塊藍海市場，未來也將因應各種產業別需求，推出更多元化機器人解方，迎合不同的終端型態客戶。

碳化矽電動動力驅控器　

提高電動車續航力

在智慧移動載具上，不僅有機器人，汽車科技也是今年CES一大關注焦點。在淨零排放趨勢下，電動車發展火熱，彭博新能源財經（BNEF）預估，在2035至2040年間，電動車與燃油車的銷售將呈黃金交叉，是未來交通移動的新寵兒。

瞄準電動車的龐大商機，工研院開發國產化的車用「碳化矽電動動力驅控器」，具備體積小、高效率、高功率三大特色，重點功率密度規格領先國際車用半導體大廠，可降低電動車電力損耗，並提升能源效率。

這項技術採用的化合物半導體「碳化矽」（SiC），是全球大力投入的半導體材料，因為具備高速、耐高溫、耐高壓的特性，廣泛應用於高頻通訊及動力電子元件。工研院特別研發離散式薄膜電容最佳化配置，僅5公升體積，可進行800V高壓操作，實測達214kW功率，功率密度高達≧40kW/L、效率高達≧98%，符合美國能源部對電力驅控系統所設定的階段目標。目前相關碳化矽功率元件驅動技術，已技轉給國內車用電源轉換器廠商。

由於效能亮眼，法國電力公司（Électricité de France S.A.；EDF）高階代表團認為，「碳化矽電動動力驅控器」很符合時下電動車市場需求；也有功率元件大廠認為，此技術小而美，體積小、功率佳，希望有合作機會，提升產品優勢，強化公司的既有功率開關元件產品。

CES 2023已於1月8日閉幕，而工研院9項參展技術，仍在工研院的CES虛擬展示館展至2月24日，並接受國內外廠商預約一對一洽談商機媒合，歡迎洽詢。

工研院CES主題網站網址：

https://event.itri.org/CES2023/

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